심근 미오신은 수축 후 역방향 구조변화로 액틴과 장시간 결합

日 연구팀, 심근증 발병원인 규명 기대

[의학신문·일간보사=정우용 기자] 평생 박동을 반복하는 심장근육(심근) 특유의 메커니즘이 밝혀졌다.

일본 도쿄대 연구팀은 분자단위로 관측하는 데 성공하고 심근증의 발병원인을 밝히는 데 도움이 될 것으로 기대하고 있다고 발표했다. 연구논문은 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 11일 게재됐다.

심근은 2종의 섬유상단백질 '미오신'와 '액틴'이 서로 겹쳐져 있다. 수축 시에는 미오신 끝부분이 변화를 일으켜 액틴과 결합해 잡아당기고 이완 시에는 떨어져 원상태로 되돌아간다. 손발 등을 움직이는 속근도 같은 메커니즘이지만, 왜 심근이 강한 수축과 빠른 이완을 장기간 반복하는지에 관해서는 밝혀지지 않았었다.

연구팀은 레이저광으로 미세한 대상을 움직이는 '광핀셋'을 이용해 돼지의 심장으로부터 채취한 심근미오신이 액틴과 상호작용할 때의 움직임과 힘을 분자단위로 관찰하고 속근과의 차이를 조사했다. 그 결과 속근 미오신에서는 근육을 수축시키는 구조변화만 일어나는 반면, 심근 미오신은 수축시킨 후 역방향의 구조변화를 일으키고 액틴과 장시간 결합하는 것으로 확인할 수 있었다. 이로써 심근 전체적으로 큰 힘을 유지하고 그 후 한번에 미오신이 떨어져 급속하게 이완되는 것으로 밝혀졌다. 에너지소비가 적고 심장의 안정적인 박동에 적합하다는 것.

심부전을 일으키는 심근증 중에는 심근 미오신의 유전자에 변이가 있는 것이 많은데, 연구팀은 "발병원인을 밝히는 데 중요한 분자메커니즘이라 할 수 있다"라고 설명했다.

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